【关键技术】虚拟电厂的应用场景及关键技术

删除标识|福昕编辑器高赐威教授PDF编辑32030年实现“碳达峰”风电、光伏装机12亿干瓦以上!虚拟电厂连接用户侧(分布式)和大电网/批发市场光伏储能充电桩虚拟电厂5◆广州：虚拟电厂管理平台已注册各类用户30家，完成签约15家，邀约响应能力约1250兆瓦，实时响应能力约220兆瓦.-->需求响应◆上海：商业建筑虚拟电厂，目前已接入楼宇130幢，发电容量59.6MW,节省电力投资调资源，容量约16万千瓦，支撑奥运期间100%绿色用电。-->调峰辅助服务资12.8亿，减少碳排放300万吨。-->需求响应67灵活性(可调度、消耗电功率)(可调度、输出电功率)(不可调度、输出电功率)辅助服务市场(功率平衡能力)能量市场8作为买方参时还能称为虚拟电厂吗?辅助服务市场(功率平衡能力)能量市场8信息模型、需求响应系统与终端、负荷聚合商需求响应平台、需求响应效果评估等平台业务辅助服务能量市场9是如何聚合不同分布式电源柔性可调负荷储能配置某类型资源多寡及其提供产市场机制的重要性：市场缺什么,应该反映到价格上，√√分布式光伏上网按√目前江浙沪批发价√光伏出力的不确定性在市场中意味着损失和风险；√基于成本收益分析220kV分区220kV分区220kV层内按导则：相邻分区之间保持互为备用虚拟电厂的运营管理模式柔性柔性集中管理模式下，VPP对于所属的资源具有集中优化控制的职能，分布式资源用户向VPP让渡了控制权，VPP与用户间的控制权转让交易还需额外的交易机制安排。77N柔性负荷柔性负荷7柔性负荷数据交换及处理市场价格、气象及负荷预测制定运行计划参与市场招投标提供辅助服务并参与辅助服务市场风险管理内部DGs签定个性化合约和转发者，即由所属的分布式资源自主提供辅助服务并参与辅助服务市场风险管理内部DGs签定个性化合约网络速率延迟不超过500ms,丢包率不高于0.5%虚拟电厂参与电力交易虚拟电厂参与市场交易机制设计对国内外需求侧及虚拟电厂参与市场交易机制进行调研，研究适宜不同场景虚拟电厂参与中长期电量市场交易方法对当前上海电力交易现状进行调研，研究在当前体制下，基于中长期电量市虚拟电厂参与辅助服务市场交易方法调研当前上海调峰、调频等典型辅助服务的获取方法和市场化交易机制，研虚拟电厂参与市场交易框架设计在现有电力交易体制框架下，研究虚拟电厂参与能量和辅助服务市场化交易虚拟电厂参与现货市场方案设计考虑未来现货市场发展，提出现货市场环境下考虑虚拟电厂参与的典型设计虚拟电厂参与市场化交易的总体架构近期：依托现有的交易品种远期直接参与中直接参与中电量维度(电力(电力电厂务市场)高峰发电=削减负荷③分布式电源③分布式电源背景背景虚拟电厂的职能虚拟电厂的职能试点目标试点目标澳大利亚虚拟电厂(VirtualPower资源与电力市场运行进行有效整合，并网的VPPs侧重于协调屋顶光伏、电池储能和可控负载设备。6Environm虚拟电厂示意图概览共计8家虚拟电厂市场主体注册参与试点运行的虚拟电厂的技术设备都是“光伏+储能电池”项目名称规模(兆瓦)项目名称规模(兆瓦)南澳大利亚州南澳大利亚州南澳大利亚州新南威尔士州64南澳大利亚州维多利亚州新南威尔士州1昆士兰州1项目，几乎占安装储能电池用户的市场准入口需要在NEM适当注册为市场客户或市场辅助服务提供商，或成为其中一个申请人适当注册的集团的一部分)口具备符合所要求的两份技术规范文件：最低技术规范数据规范项目的参与者有义务向AEMO提供两份数据集，包括：√聚合的VPP数据集——每个VPP的预期有功功率流的聚合预测和聚合实际性能数据(例如，位于南澳大利亚的VPP必须提供南澳大利亚地区的电能预测)√设备数据集——一组以每5分钟采集频率分辨率采样的DER系统变量。试点运行实施方案还规定虚拟电厂的最小规模为1兆瓦，不得包含集中式储能电池。口一是虚拟电厂与售电公司合作同时参加调频辅助服务市场和实时电力市场；在这种情况下，虚拟电厂要与售电公司签订协议，虚拟电厂不必进行注册，交易机构与售电公司进行结算。口三是虚拟电厂可以单独注册，但仅能参与调频辅助服务市场。参加注册时需提交用户表计标识码和电表技术参数，注入频率测试RetailerisalsotheV参与电能量市场VPP电力现货市场价格响应电能量交易：虚拟电厂通过发电出力、用电负荷双向交易电能量。澳大利亚VPP可以作为电网连接点处的财务责任市场参与者(Financially地区新南威尔士州昆士兰州南澳大利亚州塔斯马尼亚州维多利亚州阈值(兆瓦)辅助服务交易品种虚拟电厂可参与其中六种应急恢复用调频辅助服务品种交易：分别为快速向上恢复，快速向下恢复，慢速向上恢复，慢速向下恢复，延迟向上恢复，延迟向·虚拟电厂响应频率偏移方式可以按照比例调节，即其出力1负荷上下调节量与频率偏移幅度成比例，或者是以开关方式，例如关停或开启用电设备。·受技术条件限制，试点运行期间虚拟电厂不参与由AGC调控的修正用调频辅助服务市场。调频辅助服务市场调频辅助服务市场口参与容量：口运营情况：试点运行期间出现了几次突发事件，对于应急恢复频率需求，多数虚拟电厂都能提供调频辅助服务。但也出现过公共互联网造成与虚拟电厂通讯暂在2020年4月至2021年4月期间，VPP在应急调频市场份额从0.6%增加到总体来说，实际运行时AEMO平均能接收到66%～97%测技术上传的数据。28电能量市场口参与交易的虚拟电厂表现出大体相近的充放电行为，其市场策略在很大程度上电厂的行为在正常电价范围(0～300澳元/兆瓦时)没有明显的改变。口市场分析显示，即使在实时价格高于10000澳元/兆瓦时、低于负500澳元/兆瓦时这样的极端情况下，虚拟电厂的反应并不存在趋同行为。在实时价格极高时，有三家虚拟电厂在39%的时间内做出相应反应。口在很多的负数实时价格出现时，确实观察到虚拟电厂在充电，但是这些时段基本上与虚拟电厂每天中午充电时间重合。在其他负价格时间，虚拟电厂充电是非常有限的。8Generation/Discharging欧洲最大的虚拟电厂(VPP)运营商之一。不仅仅源占比计划从目前的46%提高到80%,占一次能源的比例从目前的20%提高到30%,2022年德国新增光伏装机量达7.29GW。由于电网规划和扩建滞后虚拟电厂是系统灵活性的解决方案undforw德国的能源聚合市场和灵活性市场规模为75GW,虚拟电厂通过聚合并集中调度分布《可再生能源法》等从法律上鼓励、推动虚拟电厂发展。德国虚拟电厂主要业务包括在批发市场销售100kW以上可再生能源电厂的发电量，以及利用灵活性参与日内市场和平衡市场。德国德国NextKraftwerke的规模VolumeoftradedeneNetKnhwerkeGrbHNaatKatwerkedebuts资源类型聚合资源NextKraftwerke聚合了庞大的资源池(Next·储能单元·生物质能发电厂·电力负荷·应急发电机·水力发电厂·光伏发电·风力发电电力交易服务——市场准入、平衡出力电力交易服务——市场准入、平衡出力为清洁能源发电企业提供平稳出力服务，将不可控的风电、光伏和可控的燃气机组、生物质发电等资源整合从而降低可再生能源的波动性，参与日前日内市场、期货市场及OTC交易，助力新能源消纳。NWwPrikceatEPLXSpot盈利模式三盈利模式三盈利模式盈利模式参与辅助服务——稳定电网参与辅助服务——稳定电网NextKraftwerke在其VPP中将小规模发电商、储能单元和工商业用·具备快速响应能力。核心技术核心技术控制系统控制系统是VPP的核心，通过M2M联网与自动化。TSO、电力市场、发电商和用户之间的数据交换是高度加密的。控制系统实现了大规模信息的采集存储，包括VPP当前运行情况及各资源的状态，继而根据来自EPEXSpot的实时价格信号，每15分钟调整所有灵活发电资源。冗余服务器结构确保虚拟电厂持续运行。基于价值的资产管理和投资组合优化，使所有者和运营商能够根据业务目标和风险偏好配置最大化收入的运营策略；具有优化能源产品能效及实现智能交易功能，可以为客户提供日前、日内、实时电力交易√√2012年，特斯拉开始研发家用储能Powerpack,进军能源领域；Autobidder,实现了“车+桩+光+储+荷+智”生态系统整合，成为特斯Autobidder平台托管在Tesla高度可靠且安全的云基础架构上，可执行大规模复杂计算，通过安全的WebAPI与市场运营商和客户进Autobidder预测优化客户所处电力环境分布式日志服务端5双边合同安排√发电预测Autobidder作为虚拟电厂实时交易和控制平台，聚合资源种类主包括EV、储能、光伏等特斯拉生态系统。其作为分布式数据库和算力平台，与能源产品进行双向通信，提供负荷和发电量预测共享功能，与各级资源的信息和计算数据互联共享，为虚拟电厂实现精准预测、特斯拉虚拟电厂生态产能市场能源调度负荷预测调度优化商业电网特斯拉能源数据分析特斯拉新能源汽车案例实践案例实践案例√管理用户站点运行和通信的案例实践案例TeslaSAVPP示范项目系统架构输限值控制系统控制系统遥测数据案例实践案例